基于ANSYS与灰关联度理论的转子系统启动时稳定性分析

转子系统启动时的稳定性对设备的寿命和精度有着重要影响。针对现有研究方法求解过程复杂、结果不准确,采用ANSYS软件综合考虑陀螺效应分析了支撑刚度、支撑阻尼和启动时间对转子系统启动时稳定性的影响;并在数据有限的情况下,利用灰关联度分析方法对三者影响程度进行了研究。结果表明,在考虑陀螺效应影响下,随着支撑刚度、支撑阻尼和启动时间的增加,转子系统启动时的稳定性越来越好;三者的灰关联度系数均大于0.5,且数值相差不大,对转子系统的影响程度相当。     

基于欧拉转角的柔性转子建模与分析

基于Rayleigh梁模型,运用Hamiton原理,分别建立了Euler坐标系与Lagrange坐标系下的转子的动力学模型,而在Euler坐标系下建立的方程是首次被推出的;该模型考虑转子两个方向的横向振动,考虑转动惯量和陀螺效应的影响,忽略剪切变形。其中在运用欧拉转角时,将自转角度放在了欧拉转角的第一步,这是与传统的转子建模最大的区别。运用Galerkin方法对动力学方程进行离散,使偏微分方程转化为常微分方程;并运用数值的方法,对比分析了两种不同模型的频率与模态,以及稳定性问题。     

陀螺效应对转子临界转速的影响

在实际转子中"陀螺效应"在一定程度上会影响临界转速.本文采用ANSYS模拟的方法计算转子的临界转速并研究其"陀螺效应".通过计算几个长度相同半径不同的简单梁的临界转速,确定梁跨比不同时"陀螺效应"对临界转速影响.     

不对称刚性转子-轴承系统的非线性动力学行为

考虑了转子的陀螺效应,研究了不对称刚性转子的非线性动力学行为。首先,基于动力学理论建立了不对称刚性转子的模型;接着,针对传统Newmark法的缺陷,提出了改进的措施,形成了一种有效的求解转子系统非线性动力学响应的方法;最后,利用改进的Newmark法分析了不对称刚性转子系统的非线性动力学行为,计算结果展示了不对称刚性转子丰富的动力学现象。     

Muszynska模型第一类参数对转子系统双稳态响应的影响

为了抑制转子系统双稳态响应,提高转子系统运行的稳定性,利用含挤压油膜阻尼器的转子实验台,以Muszynska密封模型为基础,在忽略转子系统陀螺效应的情况下,推导建立了密封流体激振力作用下含挤压油膜阻尼器的单盘偏置转子-密封系统非线性动力学方程;并对方程进行数值计算分析。重点研究了Muszynska第一类参数对双稳态响应的影响,得到了其对双稳态响应的影响规律。仿真计算得到:密封半径间隙在较大的范围内变化时,转子系统双稳态响应区间变化最大不超过0.5%;密封长度、密封半径及密封压降在较大范围内变化时,转子系统双稳态响应区间变化均超过了5%。该分析结果为实验结果做出了预估,也为转子系统减振及优化改善转子密封系统提供了一定的理论依据。     

高精度全液压巨型转子静平衡检测仪

<正>■项目简介巨型转子的高精度静平衡检测仪器是汽轮机、水轮机、船用螺旋桨、大型水泵领域中非常重要的检测装置,对主机的运行质量和精度具有重要的影响。高精度的平衡转子可     

具有陀螺效应的转子—轴承系统的非线性动力学行为

考虑了不对称刚性转子的陀螺效应,建立了转子—轴承系统的动力学模型。将Wilson-θ法改进并结合预估—校正机理,得到了一种求解转子—轴承系统非线性动力学响应的方法。运用该方法求解了不对称刚性转子—轴承系统的非线性动力响应,将计算结果与Runge-Kutta法的计算结果进行比较,表明该方法具有很高的精度。运用Floquet分岔理论分析了系统周期运动的稳定性及其分岔行为。     

基于Timoshenko梁模型的旋转弹箭横向振动模态分析

将旋转弹箭简化为Timoshenko旋转梁,基于有限单元法研究了其在自由飞行时的横向振动模态.采用Timoshenko梁模型,考虑陀螺效应和剪切效应,运用转子动力学和有限单元法的思想,建立旋转弹箭横向振动的有限元方程和频率方程.利用该频率方程,分别采用Rayleigh梁和Timoshenko梁模型对某旋转弹箭进行模态分析,对不同梁模型下的横向振动进动频率进行对比,并讨论弹箭转速和长径比对模态频率的影响.     

非理想动力调谐陀螺仪动力学问题

本文讨论非理想条件下动力调谐陀螺仪的若干动力学问题。研究扭杆系统不垂直度和不相交度,以及转子和平衡环的质量不平衡等非理想因素对陀螺运动的影响。分析载体线振动和角振动所引起的干扰作用,并对几种扭杆轴不相交的单环和双环调谐陀螺方案给出理论分析和评价。     

磁悬浮飞轮系统陀螺效应的抑制

针对磁悬浮飞轮系统的陀螺效应，采用交叉反馈控制进行抑制．分析了引入交叉反馈控制的飞轮系统稳定性，当转速超过某临界转速时，飞轮系统保持稳定，交叉反馈控制可以对陀螺效应进行完全补偿．临界转速与控制器参数以及转子的惯性矩有关，可根据实际需要通过控制器参数进行调整．实验比较了分散PID控制与交叉反馈控制下飞轮系统的性能．实验数据分析的结果表明，分散PID控制下的飞轮系统在12000r／min时由于陀螺效应而失稳，引入交叉反馈控制后，系统在转速达到25000r／min时仍平稳运行．交叉反馈控制对陀螺效应的抑制是有效的．     

多自由度碰磨转子系统非线性动力学特性分析

大型旋转机械转子、静碰摩故障具有高维非线性特征,由此产生的机械故障时有发生.根据某航空发动机转子,考虑非对称圆盘的陀螺力矩效应条件下,利用拉格朗日原理建立8个自由度弹性支撑转子系统的碰磨动力学模型.研究表明,当系统发生碰磨时,其幅频特性有明显变化;引进改进的POD方法成功将具有碰磨故障的系统降维为具有两个自由度低维非线性系统.数值模拟结果显示降维系统具有与原系统一致的非线性动力学特征,表明本方法对解决高维非线性问题具有较好的有效性.此外,还利用C-L方法对其进行分岔分析,讨论了系统参数与系统动态行为之间的关系,得到了含碰磨故障转子各种不同分岔模式,准确反映了碰磨转子的动力学特征.     

紊流滑动轴承-转子系统的稳定性

在轴承-转子系统中,由于转子尺寸的不断增大和线速度的不断提高,使得大部分轴承在紊流工况下运行。为分析轴承-转子动力学的稳定性,本文采用无限长滑动轴承模型假设,结合Sommerfeld变换,获得了紊流工况下非线性油膜力,建立了紊流滑动轴承支承的转子系统的动力学模型,运用Routh-Hurwitz判据分析了轴承-转子系统的稳定性,研究了紊流效应对紊流滑动轴承的刚度系数、阻尼系数、转子临界转速和在临界转速下转速频率比的影响。     

弹性转子系统动力学行为

提出了考虑机匣弹性、机匣与定子间的弹性联接和陀螺效应的碰摩转子动力学系统模型;运用数值积分方法获取了系统响应,分析了机匣与圆盘质量比和双圆盘偏心矩比对转子系统分岔与混沌行为的影响.结果发现,系统进入混沌的路径主要是阵发性混沌和周期3经倍分岔进入混沌;与刚性支承的情况加以比较,发现系统的弹性对混沌响应有一定的抑制作用.分析结果表明:机匣弹性使混沌响应的区域缩小,高阶临界转速减小,对高阶临界转速和共振振幅的影响比较大,而对低阶临界转速和共振振幅的影响较小.     

Jeffcott转子-环流耦合系统动力学建模及分析

基于湍流整体流动理论和摄动分析,建立了Jeffcott转子-环流耦合系统的动力学模型,并以大型屏蔽电机泵转子系统为例,采用复模态分析方法分析了转速、转子偏心和定、转子壁面摩擦效应对转子-环流耦合系统动力学特性的影响.结果表明：环流将导致转子的固有频率大幅下降,并产生模态分叉和跳变;转子偏心将导致转子失稳并使其失稳转速下降;定、转子壁面的摩擦效应能够显著提高转子的失稳转速.
     

基于神经网络D-S证据理论的汽轮机转子融合诊断系统研究

船用汽轮机转子作为汽轮机做功的主要部件，易发生故障．将数据融合技术应用到其故障诊断领域，采用神经网络与D-S证据理论相结合的理论方法，建立了汽轮机的融合诊断系统，对转子的几种常见故障进行诊断，在数据级上将特征量进行分类处理，能够从多方面反映系统状态，为准确诊断故障奠定了基础，特征级上采用多神经网络的方法克服了网络收敛速度慢的缺点，再经过决策级的融合计算，提高了诊断精度．通过诊断测试及对比试验证明该系统提高了汽轮机转子故障诊断的精度，并能满足诊断的实时性要求。     

磁悬浮飞轮低功耗控制方法仿真研究

在储能、航天领域中应用磁悬浮飞轮时,系统功耗是需要解决的一个关键问题。在高转速下,飞轮陀螺效应对转子稳定影响很大,控制器需要对其进行抑制。为此,需要研究低功耗控制方法。该文昕设计的控制器,既考虑了陀螺力矩的抑制,又考虑了功耗的降低,将控制力与控制电流分别进行设计。控制力采用位移交叉算法产生,以抑制陀螺力矩;而控制电流根据所需控制力,采用非线性方法构建,实现了零偏置电流和电磁铁的单边工作,从而降低系统功耗。仿真结果表明,此低功耗控制方法可在高转速下稳定系统。     

陀螺仪转子惯转对陀螺运动的影响

反坦克导弹控制系统中,自由陀螺仪作为导弹姿态控制的基准,陀螺仪转子一般在惯转下工作.通过理论分析及试验证明,由于陀螺仪转子惯转使陀螺精度降低,为了满足控制精度要求,陀螺仪在导弹上安装必须遵守一定的准则.为了提高转子惯转下陀螺仪的精度,设计陀螺时,对陀螺转子的最高转速应有一定的限制,在保持平均动量矩不变的前提下,适当降低转速,增加转子的转动惯量,实践证明是提高陀螺仪精度的可行办法。     

袋式轴承油膜特性及其对转子稳定性的影响

利用CFD软件分析了不同油膜厚度、转速和供油压力下袋式轴承的油膜特性及其对汽轮机振动的影响.利用UG软件建立袋式轴承的物理模型,导入Workbench的Mesh软件中进行网格划分,计算不同油膜厚度、转速和供油压力下的袋式轴承的油膜压力分布,分析油膜特性对汽轮机转子稳定性的影响.结果表明:油膜厚度、转速、供油压力对袋式轴承的油膜特性及对旋转机械转子稳定性具有重要作用.转速越大,油膜稳定性越好,汽轮机转子运行越稳定;在最佳的油膜厚度为0.06mm及0.07mm时使汽轮机能安全稳定的运行,并且供油压力在0.1~0.2MPa时,增大供油压力可以明显提升轴承油膜的承载能力,有利于轴承的稳定.     

大型磁悬浮CMG锁紧装置设计与实验

针对大型磁悬浮CMG转子系统,比较分析大陀螺用内外锁紧方案对转子系统共振频率的影响,得到较优的抱式外锁紧方案.依据发射振动工况对外锁紧方案进行了动力学与静力学分析,得到锁紧装置的锁紧约束参数.根据设计结果研制了一台锁紧装置,并采用环境力学振动实验检验锁紧装置对转子系统的锁紧保护效果.结果表明,实验过程中转子系统未发生明显的共振,证明锁紧装置能够对转子系统进行有效保护.     

电磁轴承支承转子系统的运动稳定性

结合定参数PID控制器方程和具有陀螺效应的不对称转子运动方程形成了电磁轴承支承的转子系统的机电耦合动力学方程.将Poincaré映射与Newton打靶法相结合求解了系统非线性不平衡周期响应.结合Floquet分岔理论分析了系统周期运动的稳定性边界和分岔行为.对电磁轴承支承的转子系统设计了变参数PID控制规律,运用所设计的PID控制算法对系统进行计算,发现变参数PID控制算法使得系统非线性周期响应的稳定性有所提高,保证了系统稳定的谐波运动.